【操作系统】王道考研 p63 I/O控制方式:程序直接控制方式、 中断驱动方式、DMA方式、通道控制方式

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【操作系统】王道考研 p63 I/O控制方式:程序直接控制方式、 中断驱动方式、DMA方式、通道控制方式

2024-07-11 14:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

I/O控制方式

知识总览

IO控制方式就是用什么样的方式来控制IO设备的数据读写。 在这里插入图片描述

程序直接控制方式 CPU说“我要读”。检查控制器是否准备好输入设备准备好后将数据传给控制器并告诉它自己准备好了控制器收到数据后,把它放到数据寄存器,状态为改为0表示准备好了CPU知道设备们准备好了,就把数据寄存器中的数据读入CPU,再放到内存 中。如果还要继续读,就重复第一步。

在这里插入图片描述 流程图: 在这里插入图片描述 我们要关注的点: CPU要不停的轮询检查(即上述的第2步),长期属于忙等状态,利用率低。 每次读写一个字。 在这里插入图片描述

中断驱动方式

对程序直接控制方式的改进。由于程序直接控制方式CPU利用率低是因为“忙等”,这里CPU发出读写命令后就把该进程阻塞,这样就不会忙等。 在这里插入图片描述 我们要关注: 数据传送的单位:一个字 优点:CPU和IO设备可以并行。 缺点:若是频繁中断则消耗过多CPU的时间。 在这里插入图片描述

DMA方式

数据的传送单位——块。 直接从设备到内存或反之,中间不再需要CPU。 在这里插入图片描述 DMA控制器: DMA控制器也是一种IO控制器。 在这里插入图片描述

优缺点: 优点: 数据传送单位:一个或多个块。 数据流向:不需要进过CPU。 效率增加,并发性提升。 缺点: CPU每发出一条IO指令,只能读写一个或多个连续的数据块。 如果要读写多个离散的数据块,或要将数据分别写到不同的内存中,CPU要发出多个IO指令,进行多次中断 才行。

在这里插入图片描述

通道控制方式

通道:可以理解为弱鸡版的CPU,可以识别并执行一系列的通道指令。 通道像是一个功能完善,办事专业的CPU的小弟 在这里插入图片描述 优缺点: 优点: 每次读写一组数据块。 数据在通道的控制下运行。 CPU、通道、IO设备可并行工作,资源利用率很高。

缺点: 需要硬件、麻烦。 在这里插入图片描述

总结

四种方式其实可以理解为慢慢==“解放CPU”==的方法。 CPU被解放了(从一直参与,到最后参与一下下,委托(弱一点的)别人帮自己做事,委托(强一点的)别人帮自己做事),就可以去做更多的别的事情。资源利用率自然就高了。

且,传输单位越来越大 (字-字-块-一组块)。

通道:弱鸡版CPU 通道程序:任务清单 (通道程序可见上上张图右下角) 在这里插入图片描述



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